[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體材料的加工裝置及加工工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711004013.6
• 申請(qǐng)日: 2017-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN107881555A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃玲軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佛山市三水興達(dá)涂料有限公司
• 主分類號(hào): C30B29/06
• 分類號(hào): C30B29/06;C30B35/00
• 代理公司: 佛山市智匯聚晨專利代理有限公司44409
• 代理人: 張艷梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體材料加工設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種半導(dǎo)體材料的加工裝置及加工工藝。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。半導(dǎo)體在收音機(jī)、電視機(jī)以及測(cè)溫上有著廣泛的應(yīng)用。如二極管就是采用半導(dǎo)體制作的器件，今日大部分的電子產(chǎn)品，如計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話或是數(shù)字錄音機(jī)當(dāng)中的核心單元都和半導(dǎo)體有著極為密切的關(guān)連。

由于摩爾定律驅(qū)動(dòng)，半導(dǎo)體制造是技術(shù)最頂尖、進(jìn)步速度最快的制造領(lǐng)域之一。而作為基石的材料自然具有極高的技術(shù)壁壘(例如一般要求化學(xué)試劑的金屬雜質(zhì)小于0.1ppb(毫克/升)，控制粒徑小于0.2μm)。2015年半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模434億美元，中國(guó)大陸市場(chǎng)60億美元,但諸多領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)化率不足10%。因此無論從新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，亦或是半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程都是不可缺少的一環(huán)，預(yù)計(jì)國(guó)家將會(huì)從政策和資本層面積極推動(dòng)半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

半導(dǎo)體材料可分為前道(晶圓制造材料)和后道(晶圓封裝材料),國(guó)際市場(chǎng)來看,前道與后道的比一般維持在1.2:1的水平,而國(guó)內(nèi)為0.7:1,這是因?yàn)檫^去幾年國(guó)內(nèi)封測(cè)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,相對(duì)成熟的緣故(中國(guó)大陸封測(cè)占半導(dǎo)體總市場(chǎng)42%,而全球與臺(tái)灣地區(qū)占比分別為23%與21%)。但根據(jù)SEMI,2016、2017年全球新建晶圓廠至少達(dá)到19座,其中10座位于大陸,預(yù)計(jì)未來在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移與資本驅(qū)動(dòng)下,制造業(yè)在國(guó)內(nèi)將迅速崛起,設(shè)計(jì)-制造-封測(cè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將相對(duì)優(yōu)化。這必然意味著半導(dǎo)體材料市場(chǎng)空間提升伴隨著前道材料占比的提升,前道材料將迎來更加快速增長(zhǎng)。

國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成了比較完善的半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)鏈。盡管國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體材料與國(guó)外先進(jìn)廠商差距較大,但是國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成了從硅片(上海新昇、有研總院)到光刻膠(北京科華、蘇州瑞紅)與試劑(上海新陽)，再到CMP(鼎龍股份16年試生產(chǎn)),最后封裝材料全產(chǎn)業(yè)鏈布局。同時(shí)與設(shè)備、制造不同的是,材料公司種類繁多,不存在一家通吃局面，為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體公司提供了利基市場(chǎng)與諸多并購(gòu)標(biāo)的。

隨著微電子工業(yè)飛速發(fā)展，除了本身對(duì)加工技術(shù)和加工設(shè)備的要求之外，同時(shí)對(duì)硅材料也提出了更新更高的要求。半導(dǎo)體硅材料分為多晶硅、單晶硅、硅外延片以及非晶硅、澆注多晶硅、淀積和濺射非晶硅等。自從60年代被廣泛應(yīng)用于各類電子元器件以來，其用量平均大約以每年12-16％的速度增長(zhǎng)。目前全世界每年消耗約18,000-25,000噸半導(dǎo)體級(jí)多晶硅，消耗6000-7000噸單晶硅。1999年，全世界硅片產(chǎn)量45億平方英寸，2000 年其產(chǎn)量更高。目前全世界硅片銷售金額約60-80億美元。

現(xiàn)行多晶硅生產(chǎn)工藝主要有改良西門子法和硅烷熱分解法。主要產(chǎn)品有棒狀和粒狀兩種，主要用途是用作制備單晶硅以及太陽能電池等。生長(zhǎng)單晶硅的工藝可分為區(qū)熔(FZ)和直拉(CZ)兩種生長(zhǎng)工藝。區(qū)熔單晶硅(FZ-Si) 主要用于制作電力電子器件(SR、SCR、GTO等)、射線探測(cè)器、高壓大功率晶體管等；直拉單晶硅(CZ- Si) 主要用于制作LSI、晶體管、傳感器及硅光電池等。硅外延片(EPl)是在單晶襯底片上，沿單晶的結(jié)晶方向生長(zhǎng)一層導(dǎo)電類型、電阻率、厚度和晶格結(jié)構(gòu)都符合特定器件要求的新單晶層。硅外延片主要用于制作CMOS電路，各類晶體管以及絕緣柵，雙極晶體管(IGBT)等。非晶硅、澆注多晶硅、淀積和濺射非晶硅主要用作各種硅光電池等。

其中，硅是一種重要的半導(dǎo)體材料，也是在商業(yè)應(yīng)用上最具有影響力的一種，在硅材料的加工過程中，需要將散開的硅材料熔融后成型，形成硅錠，在經(jīng)過切割后，形成硅晶片，才能用于半導(dǎo)體的加工處理，目前在硅材料熔融過程中使用的熔融爐普遍需要通過同一個(gè)門放入硅原料，取出成品，無法進(jìn)行流水線花硅材料加工作業(yè)，降低了硅材料熔融的效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種半導(dǎo)體材料的加工裝置及加工工藝。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案（一）：

一種半導(dǎo)體材料的加工裝置，包括操作臺(tái)和熔融倉(cāng)，所述操作臺(tái)由信息處理器、操作鍵盤和顯示屏組成，所述操作鍵盤設(shè)置在所述信息處理器上，所述顯示屏設(shè)置在所述信息處理器上，所述操作臺(tái)側(cè)邊設(shè)置有加熱裝置，所述加熱裝置由接線柱、穩(wěn)壓電路、變壓器和電熱器組成，所述接線柱通過所述穩(wěn)壓電路與所述變壓器相連接，所述變壓器上方設(shè)置有所述電熱器，所述加熱裝置上方設(shè)置有散熱器，所述散熱器上方設(shè)置有所述熔融倉(cāng)，所述熔融倉(cāng)底部設(shè)置有傾斜坡道，所述熔融倉(cāng)上方設(shè)置有排煙筒，所述熔融倉(cāng)側(cè)邊設(shè)置有卸料漏斗，所述卸料漏斗下方通過導(dǎo)流管與冷凝室相連接。